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JP2003329922A - 撮像レンズ - Google Patents

撮像レンズ

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JP2003329922A
JP2003329922A JP2002136255A JP2002136255A JP2003329922A JP 2003329922 A JP2003329922 A JP 2003329922A JP 2002136255 A JP2002136255 A JP 2002136255A JP 2002136255 A JP2002136255 A JP 2002136255A JP 2003329922 A JP2003329922 A JP 2003329922A
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JP
Japan
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lens
object side
image
meniscus
image pickup
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Withdrawn
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JP2002136255A
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Noboru Ninomiya
登 二宮
Naohisa Yamaguchi
尚久 山口
Eiki Matsuo
栄樹 松尾
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
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    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/003Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having two lenses
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 30°前後の画角も可能で,撮像素子への入
射角が小さくできるとともに,特に全長が短く,諸収差
が良好に補正された明るく小型で安価な撮像レンズ系を
提供する。 【解決手段】 撮像レンズを物体側より,開口絞り,物
体側凸のメニスカス第1レンズ,物体側凸の両面非球面
メニスカス第2レンズとから構成し,全系の焦点距離を
f,第2レンズの焦点距離をf2,第1レンズの像面側
の近軸曲率半径をR2,第2レンズの物体側面の近軸曲
率半径をR3とする時,条件,0.2<f/f2<2,
0<R3/R2<0.9を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、被写体を受像面上
に結像させる撮像レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】近年,撮影用カメラモジュールが携帯電
話を初めとする携帯用端末にも搭載されるようになって
きた。これらの機器においては,その携帯性を高めるた
め,カメラモジュールの小型化が必須条件である。一方
CCDやCMOS等の撮像素子に関しては,1画素が数
μm程度の大きさが可能となり,高解像でしかも小型の
撮像素子が実現できる迄になってきた。それと組み合わ
せるべき撮像光学系は,小型化と同時にコストに関する
要求も高く,小型・低コスト・高解像・優れた光学性能
といった相反する全ての条件を満たす光学系が要求され
ている。
【0003】このような光学系に求められる具体的要件
としては,大きく分けて次のような項目があげられる。 ・低コスト(できるだけ枚数が少ないこと・樹脂で構成
できる,組立て易さ等) ・明るさ(小さなFno) ・小型(特にレンズ先端から撮像素子までの長さが短
い) ・大きな画角(30°以上が望ましい) ・均一な像面照度(ケラレが少ない/撮像素子への入射
角度を小さくする) ・高い解像度 (球面収差,コマ収差,像面湾曲,非点
収差,歪曲,色収差等の基本的な収差が良好に補正され
ている) 上記全ての条件を満足する光学系を少ないレンズ枚数で
構成できれば,その適用範囲は大きく広がる。これまで
も多くのレンズが提案されてきたが,2枚程度の簡単な
構成で,全てを満足することは困難な課題であった。
【0004】2枚構成に関し,物体側から「負・正」の
構成は,収差補正的には有利であるがその小型化には限
界がある。2枚構成レンズで全長を短くするには「正・
正」,あるいは「正・負」の構成が望ましい。また撮像
素子への入射角度を小さくするためには,最も物体側に
開口絞りを有する「前置絞り」のタイプが望ましい。こ
れまで提案された中で,このような構成要件を満たすも
のとして,特開平01−245211,特開平04−2
11214がある。
【0005】図19は特開平01−245211の断面
図であるが,両凸の正の第1レンズと像側が凹面の負メ
ニスカスの第2レンズとから構成されている。この例の
場合,第2レンズのパワーが相対的に強く,かつ像面側
が凹面のため,撮像素子への入射角度が大きくなりやす
い。そのため,画角を大きくするのが困難となり,実施
例においても,画角20°程度と比較的小さな値に留ま
っている。
【0006】図20は特開平04−211214の断面
図であるが,物体側に設けられた撮像レンズ10と,そ
の像側に設けられた補正レンズ20とから構成される。
この例では,全系のパワーの殆どを物体側の撮像レンズ
10が受け持ち,像側に置かれた補正レンズ20を両面
非球面とすることで,像高収差を補正し,画角を大きく
する際の各収差のバランスを図るものである。この構成
では,物体側レンズ10が基本的な結像作用を担当する
ため,物体側レンズを単レンズで構成する場合,撮像素
子への入射角度を小さくしながら,補正レンズ20だけ
で像高収差のバランスを取ることに限界がある。更に,
色収差の効果的な補正も難しいため,広角化には限界が
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】30°前後の画角も可
能で,特に全長が短く,諸収差が良好に補正された明る
く小型で安価な撮像レンズ系を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明において,上記の
目的を達成するため以下の構成をとる。まず,請求項1
によれ ば,本発明の撮像レンズは,物体側より,開
口絞りと,物体側凸のメニスカス第1レンズ,物体側凸
のメニスカス第2レンズとから構成される。そして,少
なくとも第2レンズの両面が非球面で構成されるととも
に,全系の焦点距離をf,第2レンズの焦点距離をf
2,第1レンズの像面側の近軸曲率半径をR2,第2レ
ンズの物体側面の近軸曲率半径をR3とする時,下記の
各条件を満足する。 0.2<f/f2<2 0<R3/R2<0.9
【0009】請求項2によれば,本発明の撮像レンズ
は,第1のメニスカスレンズの少なくとも一方の面が非
球面であることを特徴とする
【0010】請求項3によれば,本発明の撮像レンズ
は,焦点距離をf,開口絞りから像面までの長さをT,
第1レンズと第2レンズの間隔をd2とする時,下記の
条件を満足する。 d2/f<0.4 T/f<2 以上の構成を採ることにより,目的の撮像レンズ系が提
供できる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に具体的な構成例を基にして,
本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の
撮像レンズの断面図である。物体側から入射する光束
は,最も物体側に設けられた開口絞り1,物体側が凸面
のメニスカス第1レンズ2,同じく物体側が凸面のメニ
スカス第2レンズ3を順次通過して,撮像素子5の受光
面に集光される。通常メニスカスレンズ3と撮像素子5
の間に,カバー硝子4が設けられるが,これは必須の構
成要素ではない。
【0012】まず,開口絞り1を最も物体側に置くこと
は,撮像素子5への入射角度を小さくするための条件で
ある。第1及び第2レンズは,いずれもその物体側が
凸,像面側が凹のメニスカスレンズであり,両者の凸面
R1,R3が正のパワーを供給する。第1レンズ2の正
のパワーを有する凸面R1を絞り1の比較的近傍に置く
ことで,倍率色収差の発生を最小限に抑えることができ
る。更に像面側R2を凹面にすることで,R1に比べて
高い位置を通過する軸外光束に対する負のパワーが相対
的に強くなることで,倍率の色収差の補償が可能とな
る。
【0013】次に,撮像素子5への入射角を小さくする
ためのもう一つの条件として, 0.2<f/f2<2 を満足することを要求する。これは第2レンズ3に比較
的強いパワーを負担させることを意味する。この正のパ
ワーは物体面側R3で負担し,像面側は凹面とする。こ
の正のパワーを有する面を通過する光線は,比較的高い
位置を通るため,歪曲や非点収差等の大きな軸外収差を
発生させる要因となる。これらの収差は,第1レンズ2
及び第2レンズ3の像面側の凹面で,一部バランスを取
るとともに,第2レンズ3の両面を非球面とすることで
補正する。更に,第1レンズ2の像面側の曲率半径R2
及び,第2レンズの物体側曲率半径R3に関し 0<R3/R2<0.9 の条件を課すことにより,上記のバランスを最適範囲に
保つ。また,この条件は,コマ収差の発生を抑える条件
でもある。更に加えて,第1レンズ2の少なくとも一方
の面を非球面とすることで,補正のための自由度を増や
すことができる。また,第1レンズと第2レンズの間隔
d2に関して, d2/f<0.4 の条件を満たすことも,上記バランスを取る上で望まし
い条件である。以上が本発明の基本的構成要件の説明で
あるが,撮像素子5に近いメニスカスレンズ3を撮像素
子5のカバー硝子の代わりとすることもできる。
【0014】
【実施例】次に,本発明の実施例を,具体的な数値例と
共に示す。
【0015】
【表1】
【0016】表1は,実施例1〜5の構成を示す一覧表
である。表の左端の番号は各レンズ面に対応する番号で
ある。1は第1レンズ2の第1面,2は第2面,3は第
2レンズ3の第1面,4は第2面に対応する。5,6が
ある場合は,カバー硝子4に対応する。また,Rは曲率
半径,dは間隔,nは屈折率,υは分散をそれぞれ表し
ている。
【0017】表2は同じ実施例1〜5の非球面係数を表
す一覧表である。本発明の非球面は,便宜的に式1で表
される非球面を使用しているが,特にこのタイプに限定
される訳ではない。
【0018】
【式1】
【0019】なお,式1のzは,非球面の頂点を通る基
準平面からの光軸方向の深さである。また,cは面の曲
率半径Rの逆数,hは面の光軸からの高さを表してい
る。kは円錐定数,A〜A26は非球面補正係数であ
る。
【0020】
【表2】
【0021】同様に表3は,本発明の実施例6〜9の構
成パラメータを示す一覧表である。
【0022】
【表3】
【0023】表4は,表3の実施例6〜9に対応する非
球面係数を示す一覧表である。
【0024】
【表4】
【0025】以上の実施例の中で,第1,2,4,7,
8,9の各実施例では,撮像レンズの像面側にカバー硝
子4を含んでいる。
【0026】表5に,実施例1〜10に関する,焦点距
離や各パラメータの関係等を一覧表として示す。
【0027】
【表5】
【0028】
【発明の効果】本発明により,30°前後の大きな画角
も可能で,特に全長が短い小型で安価な撮像レンズ系が
実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 撮像レンズの実施形態を表す実施例1の光学
断面図である。
【図2】 実施例1の像高収差図である。
【図3】 実施例2の光学断面図である。
【図4】 実施例2の像高収差図である。
【図5】 実施例3の光学断面図である。
【図6】 実施例3の像高収差図である。
【図7】 実施例4の光学断面図である。
【図8】 実施例4の像高収差図である。
【図9】 実施例5の光学断面図である。
【図10】 実施例5の像高収差図である。
【図11】 実施例6の光学断面図である。
【図12】 実施例6の像高収差図である。
【図13】 実施例7の光学断面図である。
【図14】 実施例7の像高収差図である。
【図15】 実施例8の光学断面図である。
【図16】 実施例8の像高収差図である。
【図17】 実施例9の光学断面図である。
【図18】 実施例9の像高収差図である。
【図19】 特開平01−245211の断面図であ
る。
【図20】 特開平04−211214の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 開口絞り 2 メニスカス第1レンズ 3 メニスカス第2レンズ 4 カバー硝子 5 撮像素子 R1,R2・・・ 両凸レンズの第1面の曲率半径等 d0,d1・・・ 絞りとメニスカス第1レンズの間隔等 n1,n2・・・ メニスカス第1レンズの屈折率等 ν1,ν1・・・ メニスカス第1レンズの分散等 f 撮像レンズの焦点距離 f1 メニスカス第1レンズの焦点距離 f2 メニスカス第2レンズの焦点距離 T 開口絞りから撮像素子までの長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 栄樹 長野県諏訪市大字上諏訪6666−235 Fターム(参考) 2H087 KA03 PA02 PA17 PB02 QA02 QA06 QA12 QA17 QA21 QA32 QA41 QA42 RA05 RA12 RA34 RA42

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より,開口絞りと,物体側凸のメ
    ニスカス第1レンズ,物体側凸のメニスカス第2レンズ
    とから構成される撮像レンズにおいて,少なくとも前記
    第2レンズの両面が非球面で構成されるとともに,全系
    の焦点距離をf,前記第2レンズの焦点距離をf2,前
    記第1レンズの像面側の近軸曲率半径をR2,前記第2
    レンズの物体側面の近軸曲率半径をR3とする時,下記
    の各条件を満足することを特徴とする撮像レンズ。 0.2<f/f2<2 0<R3/R2<0.9
  2. 【請求項2】 前記第1のメニスカスレンズの少なくと
    も一方の面が非球面であることを特徴とする請求項1記
    載の撮像レンズ。
  3. 【請求項3】 前記撮像レンズの焦点距離をf,前記開
    口絞りから像面までの長さをT,前記第1レンズと第2
    レンズの間隔をd2とする時,下記の条件を満足するこ
    とを特徴とする請求項1記載の撮像レンズ。 d2/f<0.4 T/f<2
JP2002136255A 2002-05-10 2002-05-10 撮像レンズ Withdrawn JP2003329922A (ja)

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